冷却保护装置及具有其的冶金炉.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113701505A(43)申请公布日2021.11.26(21)申请号202110921126.2(22)申请日2021.08.11(71)申请人中国恩菲工程技术有限公司地址100038北京市海淀区复兴路12号(72)发明人林圣尧曹珂菲冯双杰周钢李栋许欣郝小红孔令卓(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人曲进华(51)Int.Cl.F27D1/12(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图4页(54)发明名称冷却保护装置及具有其的冶金炉(57)摘要本发明提出了一种冷却保护装置，包括热管和水冷夹套，所述热管具有热管腔，所述热管腔内的气体压力为负压，所述热管腔内设有冷却工质，其中所述热管包括蒸发段和冷凝段；所述水冷夹套具有水冷腔以及与所述水冷腔连通的进水口和出水口，所述水冷腔邻近所述冷凝段以便冷却所述冷凝段内的气态的冷却工质。因此，根据本发明实施例的冷却保护装置具有高效冷却、多面换热，无需在炉体上过多开孔，使得炉体稳固、不易变形，且可削弱熔池区冷却工质泄漏造成爆炸的风险，从而在冷却同时对冶金炉炉体尤其是熔池区炉体的寿命、安全、结构稳定起到保护作用的优点。CN113701505ACN113701505A权利要求书1/1页1.一种冷却保护装置，其特征在于，包括：热管，所述热管具有热管腔，所述热管腔内的气体压力为负压，所述热管腔内设有冷却工质，其中所述热管包括蒸发段和冷凝段；和水冷夹套，所述水冷夹套具有水冷腔以及与所述水冷腔连通的进水口和出水口，所述水冷腔邻近所述冷凝段以便冷却所述冷凝段内的气态的冷却工质。2.根据权利要求1所述的冷却保护装置，其特征在于，所述水冷夹套和所述热管相互独立地设置，所述水冷夹套与所述热管的所述冷凝段接触；或者，所述水冷夹套和所述热管一体成型，所述水冷腔和所述热管腔相互隔绝。3.根据权利要求2所述的冷却保护装置，其特征在于，所述水冷夹套位于所述蒸发段的上方，所述冷凝段位于所述蒸发段的上方，所述热管腔倾斜或竖直地设置在所述热管内；可选地，所述热管腔为圆柱状或椭圆柱状。4.根据权利要求3所述的冷却保护装置，其特征在于，所述水冷夹套在上下方向上的长度与所述蒸发段在上下方向上的长度比为1:(0.5‑2)。5.根据权利要求4所述的冷却保护装置，其特征在于，所述热管腔与所述上下方向之间的夹角大于等于0°且小于等于60°。6.根据权利要求3所述的冷却保护装置，其特征在于，所述水冷腔包括竖直段和水平段，所述竖直段和所述水平段中的每一者邻近所述冷凝段以便冷却所述冷凝段内的气态的冷却工质，所述水平段位于所述冷凝段的上方。7.根据权利要求6所述的冷却保护装置，其特征在于，水冷夹套包括与所述竖直段相对的竖直部和与所述水平段相对的竖直部，所述冷凝段的侧面设有上端敞开的容纳槽，所述竖直部设在所述容纳槽内，所述水平部设在所述冷凝段的上表面上，所述竖直部的侧面与所述蒸发段的侧面在同一竖直面或同一弧面上。8.根据权利要求2所述的冷却保护装置，其特征在于，所述热管腔内设有吸液芯，所述蒸发段和所述冷凝段在水平方向上相对设置。9.一种冶金炉，其特征在于，包括：炉体，所述炉体由内至外依次包括耐火材料层和炉壳；和冷却保护装置，所述冷却保护装置为上述权利要求1‑8中任一项所述的冷却保护装置，所述冷却保护装置设在所述耐火材料层和所述炉壳之间。10.根据权利要求9所述的冶金炉，其特征在于，所述炉体沿上下方向分为熔池区和烟气区，所述熔池区位于所述烟气区的下方，所述蒸发段的至少一部分在上下方向上位于所述熔池区，所述竖直部在上下方向上位于所述烟气区内，所述蒸发段朝向所述耐火材料层的侧面与所述竖直部朝向所述耐火材料层的侧面在同一平面或同一弧面上，所述竖直部的侧面与所述蒸发段的侧面所在的平面或弧面与所述耐火材料层的外壁面贴合。2CN113701505A说明书1/7页冷却保护装置及具有其的冶金炉技术领域[0001]本发明涉及冶金领域，具体涉及一种冷却保护装置及具有其的冶金炉。背景技术[0002]相关技术中，冶金炉惯用的冷却装置为铜水套，利用工业水作为冷却介质进行对流换热不发生相变，是对冶金炉在高热负荷区域进行冷却保护的一种优选装置，也是无相变传热效果近乎最好的传热元件。[0003]在火法冶炼过程中，冶金炉工况复杂苛刻，炉内底部为液态熔池，熔池上方为高温烟气，炉内温度在1000℃以上。液态熔池对炉体的破坏能力远高于烟气，熔池区附近的炉体需承受高热负荷、机械冲击、高温侵蚀，是炉体最薄弱的环节，因此炉体冷却保护的重点应是熔池区炉体及其紧邻区域。[0004]但是铜水套对炉体的冷却保护尤其是熔池区炉体往往存在如下不足：1.加工工序复杂，一块铜水套通常具备多个进出水